VR/AR近幾十年來一直是熱門話題。這些概念旨在改變我們的現實，因此通過系統設計來“欺騙”我們的大腦併產生沉浸感，非常重要。但是，人類的大腦是一個複雜的系統，而VR/AR系統需要的先進技術，目前還不夠成熟。因而，為了使VR/AR頭戴設備市場能夠蓬勃發展，需要重點了解顯示和光學領域必須經過哪些發展。
VR採用現成的市售組件開發，主要是智能手機大小的顯示器和放大透鏡。然而，目前VR設備的視場角很小，限制了用戶的沉浸體驗。通過光學器件開發來進行改善，可能看起來很容易，但這意味著頭戴設備的人體工程學以及尺寸、重量和可擴展性等方面的製造挑戰。此外還有視覺保真度的問題，因為在不改善像素密度的情況下，提高視場會減少單位像素數量，這又會影響用戶的沉浸感。
因此，顯示器需要與光學器件同步改善，提高像素密度以及其他參數。但是，相關的技術和製造挑戰攻克難度很大。目前，替代方案正在開發中，應該可以為理想的VR設備創造可能：亦即在寬視場範圍內每度設計適當的像素數，利用非常快的幀速率，在緊湊的外形尺寸下，獲得完美的色彩重現。
與VR相比，AR代表了截然不同的視覺方案，因為用戶需要通過疊加的虛擬圖像清晰地看到眼前的世界。在眼睛前面設置一個屏幕是不可能的，因此必須以有效且不失真的方式將圖像呈現到用戶眼前。AR在軍事領域已經獲得了廣泛應用，在軍事領域，其尺寸、體積和設計方面幾乎沒有限制。但在消費類領域，用戶只想要一款不那麼笨重的時尚型AR頭戴式設備，而且能夠完美地透視前方。
通過現有技術實現頭戴式設備小型化並降低成本，非常複雜。不能違揹物理規律，必須處理“etendue”管理、有效衍射、透明度、視場以及許多其他參數。與VR類似，AR也正在持續開發中，並將為即將到來的AR頭戴式設備定義發展路線圖。不過，由於製造方面的挑戰，在市場真正起飛之前，應用會比較緩慢。
VR/AR頭戴設備技術方案發展路線圖
MicroLED或能打破現狀，成為關鍵使能者
VR設備採用了類似智能手機的顯示器，最初的主導技術是有機發光二極管（OLED）。儘管價格昂貴，但它們在VR相關的規格參數方面具有優勢，如像素刷新率、真黑色和外形尺寸等。不過，在目前的低端VR頭戴設備中也可以找到液晶顯示器（LCD），等待它們在刷新率、調光方面的瓶頸突破。硅上OLED（OLED-on-silicon）微型顯示器也有機遇，但光學技術和價格挑戰延緩了該技術的發展。等待硅上OLED技術成熟所需要的時間，可能MicroLED已經逐漸主導市場。
MicroLED技術短期發展預測
MicroLED技術遠未成熟，但在單片組裝微型顯示器方面取得了進展。如果成功攻克了與MicroLED相關的技術障礙，這種顯示技術將成為AR頭戴式設備的有力使能者。目前，AR頭戴式設備採用了硅上OLED微型顯示器或投影顯示技術，這些技術都不夠緊湊，或者不能提供足夠的亮度。MicroLED可以完美地連接真實和虛擬兩個世界，並能夠以緊湊的尺寸，提供足夠的亮度，以克服光波導連接器的低效率。
2018~2027年AR頭戴式設備顯示技術市場規模預測
MicroLED顯示或能撼動LCD和OLED技術
MicroLED顯示的潛在應用
MicroLED是一種自發光發射顯示技術。和OLED技術一樣，它們都能提供高對比度、高刷新速度以及寬視角。而且，它們還能提供更寬的色域、更高的亮度、顯著降低的功耗、更長的壽命、耐久性以及環境穩定性。此外，MicroLED還支持傳感器和電路的集成，實現嵌入傳感功能的超薄顯示，如指紋識別和手勢控制等。
第一款商業化MicroLED產品由Sony（日本索尼）以一款小孔距LED視頻顯示器在2016年發佈，該顯示器由MicroLED替代了傳統封裝LED。MicroLED顯示的首款消費類殺手級應用或將為蘋果公司推動的智能手錶，蘋果公司在2014年通過收購Luxvue公司投入該技術領域。得益於MicroLED獨有的高亮度和低功耗優勢，或能最終主宰增強現實和混合現實等要求亮度和功耗的應用市場。
在智能手錶市場的成功將加速MicroLED技術和供應鏈的成熟，使MicroLED相比OLED在高端電視、平板電腦和筆記本電腦領域更具競爭力。儘管目前MicroLED對這些應用的影響較小，MicroLED顯示卻兼具OLED和LCD兩者的優勢。智能手機市場則是一塊難啃的“硬骨頭”，MicroLED需要在製造和5微米以下MicroLED的處理方面進行進一步的技術提升。最樂觀估計，MicroLED顯示市場的出貨量到2025年可以達到3.3億片。
MicroLED顯示至2025年的出貨量預測
MicroLED距其黃金期還有許多工程和製造方面的障礙需要突破
MicroLED是一種本質很複雜的顯示技術，其成本驅動有別於目前市場上的顯示技術。它的概念原理很簡單：其每個像素都由單個MicroLED發射體組成。但是，在非常小的尺度上，MicroLED的運行性能會受嚴重的側壁效應所影響。據報道，側邊長低於10微米的MicroLED的效率通常僅有更大的LED芯片的10~20%或更低。在這些尺度量級時，MicroLED顯示還無法提供關鍵的低功耗優勢。對於MicroLED企業來說解決這些問題是首當其衝的，VueReal公司或Mikro-Mesa公司等廠家據稱已經在這方面取得顯著突破。
MicroLED顯示面臨的諸多挑戰
高效的大規模拾取MicroLED並將其定位在背板上是另一個主要挑戰。利用傳統的拾取和定位設備，組裝一塊MicroLED 4K顯示屏需要超過一個月的時間！蘋果、X-Celeprint、Playnitride等公司已經開發出大規模拾取和定位技術，能夠同時處理數萬到數百萬個MicroLED。不過，處理並精確定位尺寸更小的MicroLED芯片（<10微米）還需要進行進一步開發。此外，VueReal 和 Rohinni等公司則正在開發一種與傳統印刷技術同源的半連續處理工藝。
對於現代的顯示屏，像素壞點或缺陷是不可接受的。外延生長、芯片製造和轉移過程中實現100%的綜合良率無異於天方夜譚。MicroLED顯示製造商因此必須根據顯示屏的特性，開發有效的缺陷管理策略，並結合像素冗餘和/或單個像素修復。
其它技術挑戰包括色彩轉換、光萃取和波束成型以及所有技術點的深入研究、授權及併購活動。
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